新型傳感器:通過呼吸或尿液檢測(cè)疾病

　　未來的傳感器可以從患者呼吸中確定其是否患有乳腺癌、肺癌、糖尿病或哮喘——美國(guó)密蘇里大學(xué)的研究人員正在開發(fā)一種新裝置，它用以分析呼吸和尿液樣本中可以表明機(jī)體有某種疾病的揮發(fā)性標(biāo)記。這些揮發(fā)性標(biāo)記有烷(屬)烴、丙酮、一氧化氮等。

   　據(jù)該大學(xué)Christopher S. Bond生命科學(xué)中心的研究人員范旭東介紹，“呼出氣或尿液中某些氣體分子的少許痕跡可以告訴我們體內(nèi)是否發(fā)生異常狀況，測(cè)量這些揮發(fā)性標(biāo)記物可能是一個(gè)無創(chuàng)診斷疾病的新方法。它可以使檢驗(yàn)無需抽取血液或做活檢。目前，除了已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物標(biāo)記物，大量潛在的揮發(fā)性標(biāo)記物仍在研究之中。”

   　該傳感裝置被稱為光流環(huán)共振器(opto-fluidic ring resonator，OFRR)，是一個(gè)光學(xué)氣敏傳感器。它由一個(gè)用于引導(dǎo)氣體或蒸汽流過的內(nèi)襯聚合物的玻璃管和一個(gè)用于檢測(cè)流過玻璃管的分子的環(huán)形腔組成。氣體或蒸汽進(jìn)入該裝置后，蒸汽中的分子分開并與聚合物內(nèi)襯發(fā)生反應(yīng)，氣體或蒸汽樣本周圍會(huì)產(chǎn)生成千上萬的光環(huán)，圍繞著樣本的光環(huán)越多，光能與氣體或蒸汽的相互作用越強(qiáng)。通過這些反復(fù)的相互作用就能夠檢測(cè)蒸汽分子。

   　除了在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用外，光學(xué)氣敏傳感器在工業(yè)、軍事、環(huán)境和國(guó)土安全等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。例如它可用于檢測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)上的爆炸物。但是，現(xiàn)有的氣敏傳感技術(shù)設(shè)備非常龐大，多在100磅以上，很難實(shí)地使用。范旭東說：“我們希望設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)某種分子有超高靈敏度、具有特異性和能快速響應(yīng)、有現(xiàn)場(chǎng)化學(xué)分析能力，并且體積小、便攜、功耗較低、可再次使用的氣敏傳感器。”他說，“如果氣敏傳感器是便攜型的，那么單個(gè)軍人就可以很快確定哪個(gè)地區(qū)是危險(xiǎn)的。” 

   　據(jù)了解，范旭東畢業(yè)于北京大學(xué)，現(xiàn)在除了在美國(guó)密蘇里大學(xué)Christopher S. Bond生命科學(xué)中心從事研究工作外，同時(shí)，又是密蘇里大學(xué)工程學(xué)院農(nóng)業(yè)、食品和自然資源學(xué)院助理教授。他的研究得到美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)的支持。其研究結(jié)果發(fā)表在國(guó)際光學(xué)領(lǐng)域權(quán)威雜志，如《Optics Letters》、《Optics Express》和《Analytical Chemistry》上。

　　本文來源：中國(guó)醫(yī)藥報(bào)